En 1610, Galilée regarda à travers son télescope et repéra quatre lunes brillantes en orbite autour de Jupiter, dissiper la notion de longue date selon laquelle tous les corps célestes tournaient autour de la Terre. En 2024, quand les scientifiques prévoient d'envoyer le vaisseau spatial Europa Clipper pour enquêter sur l'une de ces lunes, eux aussi peuvent trouver des preuves qui modifient fondamentalement notre compréhension du système solaire.

Europe est la sixième lune la plus proche de Jupiter et a à peu près la même taille que la nôtre. Grâce aux données récupérées par la sonde spatiale Galileo - lancée en 1989 et nommée en l'honneur de l'astronome italien - et le télescope spatial Hubble, les scientifiques sont presque sûrs qu'un salé, l'océan liquide est caché sous la surface glacée d'Europe, un si grand que les astronomes pensent qu'il pourrait contenir deux fois plus d'eau dans tous les océans de la Terre combinés.

Europe elle-même existe depuis 4,5 milliards d'années, mais sa surface est géologiquement jeune, seulement environ 60 millions d'années, suggérant qu'il a été continuellement refait surface, peut-être par un processus très semblable à la tectonique des plaques changeante de la Terre. Alors qu'Europe voyage autour de Jupiter, son orbite elliptique et la forte attraction gravitationnelle de la planète font fléchir la lune comme une balle en caoutchouc, produire de la chaleur capable de maintenir l'état liquide d'un océan. L'énergie hydrothermale au cœur de la lune, reste de sa formation, peut également chauffer l'océan au fond de la mer.

Ces caractéristiques uniques ont conduit la NASA à considérer Europa "l'endroit le plus prometteur de notre système solaire pour trouver des environnements actuels adaptés à une forme de vie au-delà de la Terre". Mais pour que la vie existe, il a besoin de plus que de l'eau et de l'énergie. Il a également besoin de produits chimiques essentiels comme l'hydrogène, carbone, et de l'oxygène. Alors qu'Europa semble cocher les deux premières cases, sa composition reste un mystère. La confirmation de ces trois ingrédients pour la vie déterminera si Europa est habitable.

"C'est la question à 4 milliards de dollars, " dit Haje Korth, un physicien de l'espace au Johns Hopkins Applied Physics Lab et scientifique adjoint du projet pour la mission Europa Clipper. Lui et ses collègues de la NASA et de son Jet Propulsion Lab basé en Californie se préparent à déterminer si Europa pourrait contenir les ingrédients nécessaires à la vie quelque part dans son vaste océan.

Fin 2024, ils enverront l'orbiteur dans le ciel au-dessus de Cap Canaveral, où il commencera son voyage de cinq ans et demi vers Europe. Pendant ce temps, il survolera à la fois Mars et la Terre, en utilisant la gravité des planètes pour se lancer sur 484 millions de miles vers Jupiter, arriver d'ici 2030. Kate Craft, l'un des scientifiques du personnel du projet de la mission, prévient que le long voyage précédera des défis encore plus grands.

"Le rayonnement de Jupiter est vraiment dur, " dit-elle. " Nos instruments doivent pouvoir survivre à cela. "

Environ la taille d'un terrain de basket, l'Europa Clipper emportera une impressionnante suite de 10 instruments séparés. Korth dit de faire fonctionner tous ces gadgets simultanément - dans les températures glaciales de l'espace, rien de moins, ce sera un autre test.

Deux caméras, si puissants qu'ils seront capables de capter des fonctionnalités de quelques mètres de long, cartographiera la surface de la lune en couleur et sous plusieurs angles. Des spectromètres étudieront la composition chimique de la surface d'Europe ainsi que les particules qui planent au-dessus d'elle. Un magnétomètre pourra déterminer la profondeur et la salinité de l'océan d'Europe.

Deux autres instruments, un système d'imagerie par émission thermique et un spectrographe ultraviolet, recherchera des zones où l'océan d'Europe pourrait s'être répandu à la surface via des éruptions ou des panaches. Si les scientifiques trouvent un tel emplacement, ils seraient capables d'analyser la composition de l'océan d'Europe sans jamais toucher sa surface.

"Ce seraient les échantillons les plus vierges de l'océan en dessous, " dit Korth. " Ce n'est pas une mission de chasse au panache, mais nous saisirons certainement cette opportunité."

Clipper passera trois ans et demi en orbite autour de Jupiter, effectuer un survol d'Europe toutes les deux à trois semaines à moins de 16 miles de distance, renvoyer des observations qui atteindront la Terre dans une semaine à peine. Entre les survols, les scientifiques se pencheront sur ce cache de données, ajuster les observations s'ils voient quelque chose qui suscite leur intérêt :un panache, par exemple, ou nécessite une enquête plus approfondie. À l'heure actuelle, l'équipe de mission a prévu 45 survols, mais la tournée pourrait être prolongée si le financement le permet.

Alors que le lancement est encore dans plus de trois ans, Craft fait déjà partie de plusieurs études déterminant la faisabilité et la logistique d'une mission Europa Lander, la prochaine étape logique si Europa Clipper trouve que la lune est habitable. Un atterrisseur pourrait être livré en Europe à partir d'une grue céleste, un peu comme la récente Persévérance de Mars, et abriter un cryobot conçu pour percer la coquille glacée et pénétrer dans l'océan en dessous.

Les eaux souterraines d'Europe ne sont pas les seuls océans de l'espace extra-atmosphérique sur lesquels APL a les yeux rivés. En octobre 2020, le Lab a annoncé qu'il lancerait la NASA sur l'Encelade Orbilander, un vaisseau spatial conçu pour orbiter et atterrir sur la sixième plus grande lune de Saturne pour rechercher des signes de vie cachés dans son océan.